MYB-type transcription factors (TFs) play essential roles in plant growth, development and respond to environmental stresses. Role of MYB-related TFs of rice in drought stress tolerance is not well documented. Here, we report the isolation and characterization of a novel MYB-related TF, OsMYB48-1, of rice. Expression of OsMYB48-1 was strongly induced by polyethylene glycol (PEG), abscisic acid (ABA), H2O2, and dehydration, while being slightly induced by high salinity and cold treatment. The OsMYB48-1 protein was localized in the nucleus with transactivation activity at the C terminus. Overexpression of OsMYB48-1 in rice significantly improved tolerance to simulated drought and salinity stresses caused by mannitol, PEG, and NaCl, respectively, and drought stress was caused by drying the soil. In contrast to wild type plants, the overexpression lines exhibited reduced rate of water loss, lower malondialdehyde (MDA) content and higher proline content under stress conditions. Moreover, overexpression plants were hypersensitive to ABA at both germination and post-germination stages and accumulated more endogenous ABA under drought stress conditions. Further studies demonstrated that overexpression of OsMYB48-1 could regulate the expression of some ABA biosynthesis genes (OsNCED4, OsNCED5), early signaling genes (OsPP2C68, OSRK1) and late responsive genes (RAB21, OsLEA3, RAB16C and RAB16D) under drought stress conditions. Collectively, these results suggested that OsMYB48-1 functions as a novel MYB-related TF which plays a positive role in drought and salinity tolerance by regulating stress-induced ABA synthesis.

Drought is one of the major abiotic stresses that directly implicate plant growth and crop productivity. Although many genes in response to drought stress have been identified, genetic improvement to drought resistance especially in food crops is showing relatively slow progress worldwide. Here, we reported the isolation of abscisic acid, stress and ripening (ASR) genes from upland rice variety, IRAT109 (Oryza sativa L. ssp. japonica), and demonstrated that overexpression of OsASR5 enhanced osmotic tolerance in Escherichia coli and drought tolerance in Arabidopsis and rice by regulating leaf water status under drought stress conditions. Moreover, overexpression of OsASR5 in rice increased endogenous ABA level and showed hypersensitive to exogenous ABA treatment at both germination and postgermination stages. The production of H2 O2 , a second messenger for the induction of stomatal closure in response to ABA, was activated in overexpression plants under drought stress conditions, consequently, increased stomatal closure and decreased stomatal conductance. In contrast, the loss-of-function mutant, osasr5, showed sensitivity to drought stress with lower relative water content under drought stress conditions. Further studies demonstrated that OsASR5 functioned as chaperone-like protein and interacted with stress-related HSP40 and 2OG-Fe (II) oxygenase domain containing proteins in yeast and plants. Taken together, we suggest that OsASR5 plays multiple roles in response to drought stress by regulating ABA biosynthesis, promoting stomatal closure, as well as acting as chaperone-like protein that possibly prevents drought stress-related proteins from inactivation.

Previous studies reveal that psoriatic arthritis (PsA) and ankylosing spondylitis (AS) share susceptibility genes, such as HLA-B27, demonstrating a degree of genetic overlap between these diseases. Recent studies have identified a number of novel AS and PsA genetic susceptibility loci, but data on these loci in Chinese PsA patients are limited. To identify candidate genes that confer susceptibility to PsA in Chinese patients with PsA, psoriasis vulgaris (PsV), and healthy controls. Sixteen susceptibility loci, reported in a genome-wide association study of AS, and nine susceptibility loci, reported in candidate gene studies of PsA, were examined. Single-nucleotide polymorphisms (SNPs) were genotyped in 503 patients with PsA, 496 patients with PsV, and 979 healthy controls using the SNPscanTM multiplex SNP genotyping platform. PLINK software and logistic regression analysis were used to estimate the statistical significance of associations. PPP2R3C (rs8006884) was shown to significantly associate with PsA+PsV (p = 1.92×10-3, OR = 1.28) and was suggested to associate with PsV (p = 0.03, OR = 1.19). A suggestive association was also observed between IL-23R (rs12141575) and PsA as well as with axial PsA based on subtype analysis, KIF3A (rs2897442) and PsV, and ERN1 (rs196941) or IFIH1 (rs984971) and axial PsA. Our results suggest that PPP2R3C confers susceptibility to PsA and PsV, and that this gene may be related to the pathogenesis of psoriatic lesions and arthritis. Moreover, our results indicate a possible association between IL-23R, ERN1, or IFIH1 and subtypes of PsA, and between KIF3A and PsV.

Abstract Forest plantations most likely promote exotic plant invasion. Using an in situ monitoring method, this study investigated the traits correlated with growth and reproduction of an understory invader, Phytolacca americana L., and ecological factors including understory irradiance, soil stoichiometry and microbial patterns associated with these traits in different exotic plantations of Robinia pseudoacacia L. and Pinus thunbergii Parl. at Mount Lao, Qingdao, China. We found that the traits of P. americana underneath the R. pseudoacacia stand might be situated at the fast side of the trait economic spectrum. The R. pseudoacacia stand appeared to “nurse” P. americana . Furthermore, we intended to explain the nurse effects of R. pseudoacacia stands by examining their ecological factors. First, the R. pseudoacacia stand created understory light attenuation, which matched the sciophilous feature of P. americana . Second, the soil beneath the R. pseudoacacia stand might benefit P. americana more since the soil has greater resource availability. Third, a higher microbial diversity was found in the soil derived from P. americana underneath the R. pseudoacacia stand. A greater abundance of plant pathogens was detected in the soil derived from P. americana in the R. pseudoacacia stand, while more abundant mycorrhizal fungi were detected in the P. thunbergii stand. We speculate that plant pathogens can defend P. americana from aggression from other understory competitors. The mycorrhizal fungi in the P. thunbergii stand might benefit P. americana while simultaneously benefiting other understory plants. Intensive competition from other plants might interfere with P. americana . The potential relationships between plant performance and ecological factors may explain the invasion mechanism of P. americana. The present study provides a novel insight on the facilitative effects of exotic tree plantation on an exotic herb through the modification of soil biota, with implications for the biocontrol of invasive species and forest management and conservation.

Abstract Climate warming and associated extreme temperature fluctuations result in rapid and pronounced changes in the biogeographical ranges of species. However, existing models that predict these climate‐driven range dynamics often fail to adequately account for the intricacies of local adaptation and individual specialization, treating species as having uniform responses without accounting for individual variability. This oversight highlights the need to enhance our understanding of the evolutionary implications of intraspecific and intrageneric variability, particularly with respect to photosynthetic acclimation of plants. To explore how widespread plant species adapt to temperature variability, we used the cosmopolitan genus Phragmites as a model. We assessed the variance–covariance matrix of gene‐based traits to quantify genetic variability and examine correlations among traits associated with intraspecific photosynthetic acclimatization in a thermal gradient that includes low‐, moderate‐, and high‐temperature regimes. Our findings revealed that gene‐based clinal variations, exemplified by increased robustness in plants from lower latitudes, were closely related to the latitudinal origins of genotypes and manifested more prominently in cooler environments. Furthermore, coordination of integrated physiological traits, aimed at preserving whole plant fitness, exhibits a heightened response under cold stress. We observed that plasticity in physiological traits did not increase with latitude in regions of high climatic seasonality, indicating a deviation from expected clinal plasticity patterns. This finding prompted a re‐evaluation of our understanding of phenotypic plasticity. Our findings improved our understanding of the intrageneric variation in physiological acclimation strategies among widespread species, refining predictions of species responses, survival, and distribution amidst global climate change. Read the free Plain Language Summary for this article on the Journal blog.